第十四章 汽车噪声测试(2016-5)

1、 第十四章 汽车噪声测试 第一节 汽车噪声 第二节 汽车噪声的测试 第一节 汽车噪声 在现代城市环境噪声源中，交通运输产生的噪声最大，约占城市噪声的 70%，而其中汽车产生的噪声占交通运输的80%左右，因此，可以认为机动车是 城市环境噪声的主要噪声源。 一一 汽车噪声的噪声源汽车噪声的噪声源 噪声是使听者不喜欢或无好感的声音总称，因此，噪声不仅有声学方面的 性质，而且还具有生理学、心理学方面的含意，即包括声音产生的不舒适程度 和对人体影响程度在内。 由行驶的汽车所产生的综合的声辐射 称为汽车噪声。汽车噪声的噪声源主要包 括：发动机工作噪声发动机工作噪声、行车噪声行车噪声、车体振车体振 动噪声动

2、噪声、制动噪声制动噪声、喇叭噪声喇叭噪声等。 1 发动机工作噪声发动机工作噪声 发动机工作噪声是汽车的主要噪声 源之一，它对整车噪声级有决定性的 影响。 汽车发动机的噪声源，按照噪声辐射的方式来分，有直接向大气辐射直接向大气辐射的和通通 过发动机表面而辐射过发动机表面而辐射的两大类。 1）进气噪声）进气噪声: 是由进气门的周期性开、闭发动机噪声源 而产生的压力起伏变化所形成的，进气噪 声的大小，与发动机的进气方式、进气门 结构、缸径、凸轮线型等因素有关。 对于同一台发动机来说，转速影响最大， 转速提高一倍，噪声级增加1314dB(A)。 发动机负荷对进气噪声的影响较小。 2）排气噪声）排气噪声

3、: 是汽车最主要的噪声源。发动机排气噪声往往比发动机整机噪声高1015 dB(A),排气噪声是当排气门开启时，较高压力和温度的废气急速从缸内排出，使 排气门附近的气体压力发生剧变，产生压力波，以及高速气流在消声器形成剧烈 的湍流和旋涡而形成冲击波，它们分别作用在各自的壳壁上而产生的。同时，从 排气管排出的废气，其温度和压力都高于外界大气，使其压缩周围的空气而形成 强大的脉动声波又形成了释放噪声。 影响发动机排气噪声的主要因素: 气缸压力、排气门直径、发动机排气量以及排气门开启特性等。 对同一发动机来说，受其转速和负荷影响最大，转速增加一倍时，排气噪声增 加1214dB(A)。同一转速下全负荷的

4、噪声有明显增加。 3) 风扇噪声风扇噪声 （属于空气动力学方面的噪声属于空气动力学方面的噪声 ） 风扇噪声是由风扇旋转的叶片切割空气引起振动及叶片周围产生空气涡流而形成的， 风扇除空气动力噪声外，还包括一些机械噪声。风扇噪声与风扇叶片的形状、结构、安装情 况以及转速有关。当转速提高一倍时，其噪声级增加1117dB(A)。 4) 4) 燃烧噪声燃烧噪声: :（汽缸内燃料燃烧产生的声音汽缸内燃料燃烧产生的声音 ） 汽油机正常燃烧时也会引起较大噪声。柴油机压缩比高，工作粗暴。通常柴油机的燃烧 噪声主要是在速燃期中由于气缸内气体压力急速增加，致使发动机各部件振动而引起的。 5) 活塞敲击噪声活塞敲击噪

5、声 （ 机械噪声机械噪声 ） 通常是发动机最大的机械噪声源。它是由于活塞与气缸壁之间有间隙以及作用在活塞 上的气体压力、惯性力和摩擦力的周期性方向变化，使作用在活塞的侧向推力在上、下止 点处反复改变方向，造成活塞冲击气缸套而形成的敲击噪声。因此，活塞与气缸套的间隙 越大，发动机转速越高则敲击噪声越大。 6) 气门机构噪声气门机构噪声: （ 机械噪声机械噪声 ） 是由于气门开启和关闭时的撞击所造成。气门机构噪声与气门运动速度成正比。 7) 供油系噪声供油系噪声: 主要是指柴油机的喷油系统噪声，由喷油器和喷油泵产生，这种噪声在发动机总噪声中 所占比例不大。 8) 齿轮噪声齿轮噪声: （ 机械噪声机

6、械噪声 ） 齿轮在传动过程中齿与齿之间的撞击和摩擦，从而使齿轮结构产生振动而发出的噪声。 它与齿轮结构、加工和安装精度、选用材料及变速箱结构等因素有关。 2. 2. 与车速有关的噪声与车速有关的噪声 包括传动噪声(变速器、传动轴等)、轮胎噪声和车体产生的空气动力噪声。 1）轮胎噪声）轮胎噪声 它包括：轮胎花纹噪声、道路噪声、弹性振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气 引起的风噪声。 2）变速器噪声）变速器噪声 主要是因齿轮振动引起的噪声，以及轴承运转声、润滑油搅拌声、发动机振 动传至变速器箱体而辐射的噪声等。 3）传动轴噪声）传动轴噪声 主要表现为汽车行驶中传动轴发生周期性的响声。 4）驱动桥噪声）驱

7、动桥噪声 它是在汽车行驶时车的后部发出较大的响声。 3 车体振动噪声车体振动噪声 是车体各种结构在发动机和路面凹凸不平的振动激励下产生的车体各种结构在发动机和路面凹凸不平的振动激励下产生的。它是车内噪声 的主要原因。影响车体振动噪声的因素为各种间隙和壁的振动，以及发动机振动 的传递，因此，为了降低车内噪声需在车内装饰吸声材料及对发动机进行良好隔 振。 4 制动噪声制动噪声 是由于制动器摩擦副之间的摩擦而产生的。实验表明当它们的静摩擦系数是 动摩擦系数的1.6倍以上时，最容易产生制动噪声，其频率为10006000Hz， 发出尖叫;它是人耳最敏感的噪声。造成的原因是:制动鼓或盘表面粗造度大、制 动

8、蹄支承销松动、制动蹄片与制动鼓不同心、摩擦片的硬度太高等。一般制动噪 声发生在制动器处于冷态和低速行驶的情况下。 5 喇叭噪声喇叭噪声 在喇叭工作鸣放时才产生。根据喇叭形式与结构，它有不同频率，声压级一 般都在90dB(A)以上。为了控制喇叭噪声，规定在某些场合或地区禁止鸣喇叭， 并把喇叭的声压级限制在一定范围内。 总结：总结： 1 发动机工作噪声发动机工作噪声 1）进气噪声）进气噪声:2）排气噪声）排气噪声: 3) 风扇噪声风扇噪声 4) 4) 燃烧噪声燃烧噪声: : 5) 活塞敲击噪声活塞敲击噪声6) 气门机构噪声气门机构噪声: 7) 供油系噪声供油系噪声: 8) 齿轮噪声齿轮噪声: 2.

9、 2. 与车速有关的噪声与车速有关的噪声 1）轮胎噪声）轮胎噪声;2）变速器噪声）变速器噪声 3）传动轴噪声）传动轴噪声 4）驱动桥噪声）驱动桥噪声 3 车体振动噪声车体振动噪声 4 制动噪声制动噪声 5 喇叭噪声喇叭噪声 二二 噪声的评价指标噪声的评价指标 噪声一般用声压、响度等指标来表示。 声压是声学中表示声音强弱的指标。当声音在空气中传播时，引起空气压力 的起伏变化，这个压力的变化量称之为声压。声压单位与压力单位相同，即帕 斯卡（Pa）。实际上采用了对声音作相对变化比较的无量纲单位“声压级”来 作为噪声的测试单位。 声压级的单位是分贝（dB），其定义为： Lp=20lg(P/P0) (d

10、B) 式中：Lp为声压级(dB)；P为声压（Pa）；P0为基准声压（取210-5）Pa）。 声压一般在210-5 20 Pa范围内，正常人能够感到的最弱声压为 210-5 Pa，耳朵产生疼痛时为20 Pa。即声压级Lp在0120 （dB） 汽车噪声一般为中等强度的噪声，大约为中等强度的噪声，大约为6090dB。如：公共汽车的噪声公共汽车的噪声 为为80 dB左右，摩托车的噪声比一般汽车高左右，摩托车的噪声比一般汽车高10 dB。 三三 汽车噪声检测标准汽车噪声检测标准 机动汽车噪声标准，是控制城市环境噪声的一个重要基础标准。为了有效地 控制汽车噪声，根据我国具体情况并参照国外有关标准规定了对于

11、车内、外噪 声控制的国家标准。为了保护听力，噪声容许标准不应超过90dB(A)。 1 汽车加速行驶车外噪声限值及测试方法汽车加速行驶车外噪声限值及测试方法GB14952002 (p223) 该标准规定了新生产汽车加速行驶车外噪声的限值和测试方法。该标准适用于M、N类 汽车。汽车加速行驶时，其车外最大噪声级不应超过下表规定的限值。（表中GVM为最大 总质量（t）； P为发动机额定功率(kW)）。 第十四章 汽车噪声检测 第二节 汽车噪声的测试 一一 噪声测试仪（声级计）的结构和工作原理噪声测试仪（声级计）的结构和工作原理(p224) 声级计是用于测试汽车噪声级和喇叭声响的最常用的仪器。它是一种能

12、够把各种噪声 按人耳听觉特性近似地测定其噪声。 1 声级计种类声级计种类 常用的声级计有三类: 1）普通声级计普通声级计，如国产的ND-2、ST-l型， 丹麦BK-2206，日本NA-O9等; 2）精密声级计，精密声级计，如国产的DSY-25、 丹麦BK-2203、日本NA-56等; 3）脉冲噪声精密声级计脉冲噪声精密声级计，如丹麦BK-2209、 日本NA-57等 。图为国产ND-2型直流式声级计。 2 声级计的结构和原理声级计的结构和原理(p225) 它由传声器(话筒)、放大器、听觉修 正网络（计权网络）、衰减器、检波器和 指示仪表等部分组成。声级计内设有听觉 修正线路，测量时可根据工作需

13、要(被测声 音的频率范围)选用适当的修正(计权)网络， 测得与人耳感觉相适应的噪声值。其原理 方框图如下： 1） 传声器传声器 （话筒）（话筒） 它把声压信号转变为电信号的装置，也称为话筒，是声级计的传感器。一般采用的有静 电型、动圈型和压电型。目前，广泛采用频率响应平直且稳定性良好的静电型传声器。 （1）静电型传声器又称电容传声器）静电型传声器又称电容传声器 当膜片受声压作用而振动时，膜片与后极板的距离会发生 变化，进而引起电容量的变化，这种变化将使膜片与后极板 之间产生一输出电压。 （2）动圈型传声器）动圈型传声器 它是在膜片上设置一线圈，并让该线圈位置处于圆柱体强 磁场的中央，当膜片在声

14、压作用下引起振动时，线圈在磁场 中运动就会产生电动势。动圈传声器的优点是本身杂音小， 不易受温度、湿度的影响，但其缺点是频率响应特性在音频 范围内不平直。因此，精密声级计不使用这种传声器。 （3）压电型传声器）压电型传声器， 在普通声级计中时有采用。它是以锆钛酸铅(PzT)陶瓷作为 压电元件的一种传声器。 2） 放大器和衰减器放大器和衰减器 一般在放大电路中采用两级放大器，即输入放大器和输出放大器，其作用是将微弱的电 信号放大。输入衰减器和输出衰减器是用来改变输入信号的衰减量和输出信号衰减量，以便 使表头指针指在适当的位置，其每一档的衰减量为10dB。输入和输出两个衰减器的刻度盘常 做成不同颜

15、色。 3） 计权网络计权网络 为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏度，在声级计内设有一种能够模拟人耳的 听觉特性，把电信号修正为与听觉近似值的网络，这种网络叫计权网络。计权网络由电阻 器和电容器组合构成，设置于电路中，可起到使传声器到表头的整个频率响应较为近似于 听觉响应。通过计权网络测得的声压级叫噪声级或计权声级。通过计权网络测得的声压级叫噪声级或计权声级。 声级计内基本都设有声级计内基本都设有A、B、C三种计权网络。三种计权网络。其显示读数通常称为声级，单位仍用分 贝，但要标明所用的计权网络名称，如85dB(A)声级为85dB，且使用A计权网络。三种计 权网络最常用的是A计权，B次之，C

16、最少。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声 的频率特性。B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性，C计权声级是模 拟高强度噪声的频率特性。 A挡测定值比较接近人耳对声音的感觉，所以常用A挡声级(LA)代表噪声的大小。国际 上也统一采用统一采用A计权网络进行测量计权网络进行测量。 4 ）检波器和指示仪表）检波器和指示仪表 检波器是为了把经放大的信号通过表头显示出来而设置的，它能够把迅速变化的电信 号转变成变化较慢的直流电信号。这个直流电压的大小要正比于输入信号的大小。检波器 在多数噪声测试中采用均方根值式，它能够对交流信号进行平方，平均和开方，得出电压 的均方根值，最后

17、将均方根电压信号输送到指示仪表。 二二 汽车噪声的测试方法汽车噪声的测试方法 (p229) 1 车外噪声测试方法车外噪声测试方法 1 ）车外噪声测试仪器）车外噪声测试仪器 采用精密声级计或普通声级计来测试。 2） 测试条件测试条件 （1） 测试场地应平坦空旷，在测试中心 以50m为半径的范围内，不应有大的声反 射物，如建筑物、围墙等。 （2） 测试场地跑道应有20m以上的平直、 干燥的路面。路面坡度不超过0.5%。 （3） 背景（周围环境）噪声（A计权声级） 至少应比被测汽车噪声低10dB。 （4） 为避免风噪声干扰，可采用防风罩，但应注意防风罩对声级计灵敏度的影响。 （5 ）被测汽车应空载。

18、不带挂车或半挂车（不可分解的汽车除外）。 3 ） 测试区和传声器的布置测试区和传声器的布置 测试话筒位于20m跑道中心点O两侧，各距中线7.50.05m，距地面高度1.20.02m ， 用三脚架固定，话筒平行于路面，其轴线垂直于汽车行驶方向。 4）汽车加速行驶车外噪声测试方法）汽车加速行驶车外噪声测试方法(p230) （1）汽车应按下列规定条件稳定地到达始端线（AA线为加速始端线；BB 线为加 速终端线） 行驶挡位行驶挡位:前进挡位为4挡以上的汽车用第3挡，前进挡位为4挡或4挡以下的用 第2挡。 发动机转速发动机转速为发动机标定转速的3/4。如果此时车速超过了50km/h,则汽车应以 50km

19、/h的车速稳定地到达始端线。 (2) 从汽车前端到达始端线开始，立即将油门踏板踏到底或节流阀全开，直线加 速行驶，当汽车后端到终端线时，立即停止加速。 测量加速行驶噪声时，要求被测汽车在后半区域发动机转速达到其标定转速要求被测汽车在后半区域发动机转速达到其标定转速。 如果达不到这个要求，汽车使用档位要降低一挡。如果汽车在后半区域超过标定转 速，可适当降低汽车前端到达始端线时的发动机转速。 (3)声级计用用“A”计权网络计权网络“快快”档进行测量档进行测量，读取汽车驶过时的声级计表头最 大读数。 (4)同样的测量往返各进行一次测量往返各进行一次。汽车同侧两次测量结果之差不应大于2dB。四次 测量

20、结果的平均值作为被测汽车的最大噪声级。 5）匀速车外噪声测试方法噪声测试方法(p230) (1) 汽车用常用档位，油门保持稳定，以50km/h的车速匀速通过测量区域。 (2) 声级计用“A”计权网络“快”档进行测量，读取汽车驶过时声级计表头的最 大读数。 (3) 同样的测量往返各进行一次，汽车同侧两次测量结果之差不应大于2 dB。四 次测量值的平均值即为该车的匀速车外噪声。 2 车内噪声测试方法车内噪声测试方法(p230) 1) 测试标准测试标准 声学 汽车车内噪声测试方法GB/T18697-2002（eqv ISO5128：1980） 该标准规定了汽车车内噪声测试方法。 该标准适用于M类和N类汽车（M类：载客汽车，包括轿车；N类：载货汽车， 包括牵引车、起重吊车等） 2) 传声器位置（测试点位置）传声器位置（测试点位置） 由于汽车车内噪声级明显与测试位置有关，应该选择能够 代表驾驶员和乘客耳旁的车内噪声分布的足够的测点。 一个测试点必须选在驾驶员座位。对于轿车来说，也可 以在后排座位上追加一个测点；对于公共汽车来说，应考虑 在中间和后部追加测试点，沿着汽车的纵向轴线附近。 （1）座位处的传声器位置）座位处的传声器位置 传声器的垂直坐标是（无人）座椅的表面与靠背表面的 交线以上（0.70.05）m处。水平坐标应在座椅的中